虛擬仿真教學在醫學檢驗技術教學中的實施

武冰 王曉娜 郭杰

摘要：醫學檢驗技術學科具有極強的實踐性，實驗教學在該專業教學中起著重要的作用。不過，由于醫學檢驗所需的實驗儀器設備種類比較多，且價格昂貴，實驗所需的試劑具有較大的耗損，影響實驗結果的因素有很多，導致實驗教學開展較難。虛擬仿真技術能夠讓實驗者在真實環境中使用虛擬設備進行操作，并完成實驗項目，從而達到學習的效果，既安全，效率又高。在醫學檢驗技術教學中，該技術的應用能夠加深學生對知識的理解，使其掌握相應的操作技能。該文闡述了虛擬仿真教學的內容以及虛擬仿真教學的應用必要性，分析了醫學檢驗技術教學中存在的問題，然后對虛擬仿真教學在醫學檢驗技術教學中的實施策略展開探究。

關鍵詞：虛擬仿真 醫學檢驗技術 教學策略? 銜接理論

中圖分類號：G71文獻標識碼：A??????? 文章編號：1672-3791（2022）05（a）-0000-00

The Implementation of Virtual Simulation Teaching in the Teaching of Medical Laboratory Technology

WU Bing WANG Xiaona*GUO Jie

（People′s Medical Higher Vocational School in Shijiazhuang， Shijiazhuang， Hebei Province，050000 China）

Abstract： The discipline of medical laboratory technology is highly practical， experimental teaching plays an important role in the teaching of this major. However， it is difficult to carry out experimental teaching because of the variety of experimental instruments and equipments， the high cost， the great loss of reagents and the many factors that influence the experimental results. The virtual simulation technology can let the experimenter operate in the real environment with the virtual equipment and complete the experiment items， so as to achieve the learning effect， which is safe， efficient and high， the application of this technology can deepen students’understanding of knowledge and make them master the corresponding operating skills. This paper expounds the content of virtual simulation teaching and the necessity of its application， and analyzes the problems existing in the teaching of medical laboratory technology， then the implementation strategy of virtual simulation teaching in the teaching of medical laboratory technology is explored.

Key Words： Virtual Simulation; Medical Laboratory technology; Teaching strategy; Cohesion theory

在大數據時代背景下，虛擬仿真在醫學實驗技術教學中占有重要地位。但是，由于受到實驗儀器設備、場地等多方面因素的影響，一些臨床檢測項目無法正常進行，導致實驗教學脫離實際，理論知識無法與實踐教學相統一，從而在一定程度上限制了醫學檢驗技術專業的發展。隨著科學技術的飛速發展，在醫學教學中，虛擬仿真技術的應用十分普遍，通過搭建虛擬仿真實驗平臺，合理應用虛擬仿真技術，培養學生的自主學習能力，提升其醫學檢驗實驗水平。

1 虛擬仿真教學相關概述

虛擬仿真教學包含兩部分，一部分為虛擬現實，一部分為仿真，其中前者主要指的是借助計算機技術、傳感技術等進行的人機交互技術，后者主要指的是通過建模來模擬真實的實驗，從而達到實驗的目的。虛擬仿真教學在以往實驗的基礎上增添了趣味性、創新性，通過應用現代實驗手段，提出一些具有深度的問題，使學生更好地理解實驗內容，從而促進其自身思維的良好發展。虛擬仿真實驗教學為學生提供了良好的自主學習與實踐條件，有助于培養其實操能力，提升其綜合素養。虛擬仿真實驗教學平臺具有一定的特點：首先，沒有時間與空間的限制。虛擬仿真實驗主要是借助網絡構成相應的平臺，只要服務器開放，學生就能夠隨時在設備終端進行訪問，不會受到空間、時間的影響，還能夠共享實驗相關資源。其次，教師與學生之間具有極強的交互性，師生可以通過該平臺在線進行問答，并有針對性地對學生進行輔導，使其更好地理解實驗過程，達到預期的實驗效果。最后，有效完善實驗手段，提升實驗效果。虛擬仿真借助三維技術為學生提供真實的實驗環境，有效地解決現實實驗中存在的一些難題，從而提升學生的學習效率。同時，虛擬仿真實驗系統在應用方面有著很大的優勢，在實驗過程中不會受到試劑、設備等各方面因素的制約，通過營造生動、直觀的實驗環境，使學生開展安全且高效的實驗活動，達到較好的教學效果。與傳統的實驗教學相比，虛擬仿真實驗教學的優勢顯而易見，顛覆了以往的實驗教學思想、手段等，經過多次模擬實驗操作，有助于培養學生的創新能力。

2 醫學檢驗技術教學中存在的問題

2.1 實驗環節存在安全隱患

在醫學檢驗技術教學中，不管是操作儀器設備，還是配置實驗試劑，在操作過程中都存在一定的安全隱患，一旦操作失誤，便可能帶來較嚴重的安全事故，危害人們的人身安全。同時，生物安全也是醫學檢驗技術教學中面臨的一大問題，首先，在實驗教學過程中需要使用一定的檢測標本，這些標本主要來自臨床，其中很可能攜帶病原體，不管是在標本的運輸過程，還是在其檢測和存放的過程中，都具有一定的危險性。這對于檢測實驗的開展造成一定的限制。其次，從生物安全方面考慮，對于具有傳染性、致病性的病原體檢測，例如HIV、乙肝等，學校沒有將其列入實驗課中，以至于學生對這方面的檢驗技術較為欠缺。

2.2 實驗技術更新較慢，實驗成本較高

當前，醫學檢驗技術實驗教學內容更新速度比較慢，跟不上臨床相關技術發展的步伐，學生很難掌握最新的臨床檢驗技術。同時，在醫學檢驗技術實驗教學中，實驗試劑等材料的耗損比較大，導致實驗成本大大增加，無法保證學生對部分實驗內容進行重復練習，從而導致學生的實踐水平較低，特別是對于試劑成本比較高的一些檢測項目，很難在實驗室進行開展，以至于學生的理論知識內容與實踐相脫節。隨著臨床檢驗技術的不斷發展，相應的儀器設備也逐漸變多，更新速度非常快，而學校醫學檢驗專業的實驗室場地有限，設備更新比較慢，維護成本比較高，在一定程度上阻礙了檢驗技術專業教學的發展[1]。

2.3 形態學檢驗教學難度較大

形態學檢驗實驗教學中的內容比較多，并且包含了一些標本顯微形態學的內容，例如血液、體液、分泌物等，由于檢驗教學內容比較復雜，檢測的結果會有一定的變化，相關的臨床標本資源以及學校實踐課時有限，導致教學存在一定的難度。在以往的實驗教學過程中，很難保證全部學生全面地觀察到標本的形態學內容，并且標本的儲存也是一大問題，只能在一段時間內進行使用，這些因素的存在導致形態學檢驗教學存在一定的難度。

2.4 依據專業課程分離實驗教學

醫學檢驗技術專業實驗教學主要是根據課程內容來安排的，這樣能夠保證教學的連貫性，使每一門課程的理論內容與實踐部分保持同步，便于強化學生的實驗操作能力。但是，在真正的臨床工作中，面對病人的標本，不同疾病存在不同的病變，只有通過對多項指標進行檢測，對檢驗結果進行全面分析，才能夠為臨床診、評估提供相應的依據。而依據專業課程的內容安排實驗教學的方式，對于學生綜合能力的培養存在一定的欠缺，所以，打破課程分離現象非常重要。

3 虛擬仿真教學在醫學檢驗技術教學中應用的必要性

3.1 銜接理論與實踐教學內容

隨著大數據時代的到來，臨床醫學檢驗中比較復雜的人工操作流程，逐漸被智能化、自動化儀器所替代，醫學教育開始進入大數據時代。由于目前醫學檢驗技術涉及的大型儀器設備、實驗耗材等不夠完善，在實際教學中很難提升學生的實踐操作水平，以至于出現理論與實踐脫節的現象[2]。在醫學檢驗技術教學中，通過利用虛擬仿真教學能夠有效避免以上問題的出現，將其應用于醫學檢驗實驗教學中，不僅可以讓學生在掌握相關理論知識的基礎上，學習臨床醫學檢驗較為先進的技術，還能夠使其了解相關的實驗儀器設備操作方式，從而將學校教育與臨床實踐銜接在一起，幫助學生更好地勝任畢業后的工作崗位。

3.2 符合現代教學理念

教育信息化的出現對醫學教育活動產生較大的影響，醫學檢驗技術實驗教學非常重要，對于學生的實操能力培養至關重要，而如何讓實驗教學與學生的學習方式更好地適應當前教育信息化理念的發展，是醫學檢驗技術教學面臨的一大問題。虛擬仿真實驗教學平臺的構建符合現代化教學理念，并且實現了對實驗教學的補充，通過利用虛擬網絡提供真實化的場景，幫助學生完成實驗操作，這樣的方式不僅能夠滿足學生的學習需求，還能夠為其創建一個良好的學習平臺，轉變學生以往的被動學習方式，使其更加積極主動地投入學生當中，從而促進其自主學習能力的提升。

3.3 有利于創新型人才的培養

虛擬仿真教學在醫學檢驗技術專業實驗教學中的實施具有重要意義，有助于培養學生的創新思維，提升其實踐能力，這對于學生的醫學檢驗技術臨床工作非常重要。虛擬仿真教學的應用打破了以往實體實驗教學的限制，學生可以隨時應用實驗平臺進行學習，也可以在教師的指導下，模擬臨床試驗項目，并通過小組探討交流觀點，實現對復雜問題的掌握。虛擬仿真教學的應用能夠培養學生的邏輯思維，激發其求知欲，使學生由被動學習轉為主動學習。同時，虛擬仿真實驗平臺中的真實化實驗情境，有助于加深學生對知識的理解，促進其思維的良好發展。

4 虛擬仿真教學在醫學檢驗技術教學中的實施策略

4.1 虛擬仿真實訓平臺的搭建

首先，將平臺教學內容與相應的典型案例結合在一起，并解答實驗項目的原理、儀器構造、實驗步驟等。該平臺的構建與運行也與雙創先行思維的引導有很大關系，其主要目的是建立一個虛擬仿真實驗室，做到實驗環境的真實化、儀器的匹配化、項目的高度模擬，為學生提供一個良好的實驗平臺。其次，虛擬仿真實驗平臺的構建，使學生的實驗操作不受時間與地點的限制，學生可以根據自己的學習進度，隨時登錄平臺觀看具體的操作視頻，并開展相應的實驗活動。同時，構建一個虛擬仿真實訓管理平臺，其中平臺的考核與評價主要由學校以及醫院相關人員負責，對于考核與評價的指標，除了包含理論知識內容的應用之外，還包含的具體的實驗操作完成情況。以羅氏電化學發光虛擬仿真實驗為例，搭建虛擬實訓平臺，將其中的相關實驗設備全部還原。以某醫院檢驗科為模型，構建虛擬仿真實訓平臺，其中包含了實驗室、臨床問診等，管理平臺中又包括了用戶、資源、考試管理等內容，學生通過場景漫游了解實驗室構造，在實驗操作中，會有相應的文字、畫面講解，在主界面能夠切換不同的場景，并進行相應的練習與考核[3]。之后進行虛擬設備操作，在平臺的左側，設置為對應的列表內容，在平臺的中間，呈現出三維立體圖，只需要輕輕點擊任意模塊，便可以將其放大，并介紹相應的名稱、結構等內容，平臺操作的流程還包括問診、采集標本、檢測、結果審核等全部實驗檢測環節。

4.2 整合課程實驗，實現學生全程參與

根據臨床上比較豐富的案例庫，從中選擇一些較為典型的案例，并對臨床上病人的各項檢測指標進行模擬，整合課程實驗。當學生在進行虛擬實驗的過程中，突破了以往傳統的課程分離現象，將多個課程中的理論知識、實踐操作等聯系在一起，通過模擬實驗分析結果，以此作為疾病診斷的依據。虛擬實驗的操作過程主要包含實驗前的準備、實驗過程、實驗結果，在實驗之前，準備好所需的儀器、試劑、耗材等物品;在實驗過程中，確保能夠正確操作儀器設備，對于待檢的標本、試劑等，做到正確移動與取拿;在實驗結束之后，對結果進行分析、判斷，得出相應的結論[4]。在虛擬實驗過程中，學生能夠參與實驗的全過程，便于對知識的理解與掌握，通過不斷進行實驗，有助于學生加強多學科知識的融合，提升其知識應用能力。

4.3 構建檢驗儀器設備虛擬操作平臺

臨床醫學檢驗技術大多借助自動化儀器完成相應的檢驗工作，而在實際教學中，學生很難接觸到這些大型儀器設備，當學生進入實習單位之后，便會有些不知所措，并且很難將理論內容與實踐操作連接在一起。因此，構建虛擬仿真儀器是一種有效的措施，針對一些常用的大型儀器設備，將其結構、操作原理、注意事項等內容制成能夠交互的虛擬數字儀器，學生利用互聯網登錄終端設備，便可以隨時登錄虛擬實驗平臺并進行使用，可以從中了解一些儀器的結構原理以及相應的維護措施[5]。同時，利用虛擬實驗中標本的檢測，學習常用儀器設備的操作流程，熟悉其中的一些注意事項，整個學習過程中不會受到實驗場地以及實驗次數的影響，學生可以借助該平臺反復進行學習，從而為之后的實體儀器操作奠定良好的基礎。通過借助儀器設備虛擬操作平臺，不僅可以減少因設備操作失誤引起的安全問題，還能夠讓學生加深對臨床檢測儀器設備的了解，促進其綜合能力的提升，使其更好地適應畢業后的工作崗位。

4.4 打破實驗限制，減少實驗成本

虛擬仿真教學的應用，能夠打破實驗限制，減少實驗成本，通過利用虛擬仿真實驗平臺，學生的實驗操作不會受到安全、經費、場地等各方面因素的影響，并且還能夠結合實際臨床試驗情況，增加一些臨床上無法多次進行實驗的檢測項目，從而有效地彌補實體實驗的不足之處。在虛擬實驗過程中，其中采用的實驗儀器圖像采集等，都應以實際為標準，保證檢驗儀器操作過程的規范化、可視化，使學生能夠清晰地觀察每一步實驗操作過程，了解相關的操作注意事項，在不斷地虛擬操作練習過程中，有助于大大提升學生的操作熟練度[6]。在醫學檢驗技術教學中應用虛擬仿真實驗平臺，不會耗費實體試劑，只需要及時更新平臺中的內容即可，大大節省了實驗費用。同時，通過利用平臺中大型檢驗儀器3D建模，還能夠打破實驗場地和設備對實驗的限制。

4.5 構建形態學檢驗數據資源庫

在醫學檢驗技術教學中，血液學、寄生蟲學是其中的重要組成部分，也是專業的難點部分，大多數理論內容是描述顯微鏡下的一些特性，十分枯燥乏味，對于標本的收集與制作，不僅耗費時間較長，制作難度較大，還不能夠長時間保存，學生很難提升自身的實踐技能。所以，根據模塊或者疾病分類，利用數字切片系統，建立形態學圖片數據資源庫。例如，在病原微生物形態學檢驗中，其中包含生物形態的觀察、培養、應用等內容，在寄生蟲形態學檢驗中，包含血液檢查、糞便檢查等[7]。該數據庫的建立不僅能夠豐富課程資源，解決資源不足的問題，還能夠為學生提供相應的學習平臺，讓學生可以隨時在形態數據庫中搜索實驗教學中的一些罕見現象和結果，如白血病、血細胞等，提升其形態學檢驗能力，這也是該專業實驗教學中的一大突破。

4.6 構建虛擬實驗考核操作平臺

在醫學檢驗技術教學中，對于重要的實驗內容，構建虛擬實驗考核平臺，其中包含實驗的原理、流程、結果分析、注意事項等。當學生應用虛擬仿真實驗平臺完成相應的實驗內容之后，該系統便會自動分析實驗流程的正誤，并根據百分制給出實驗考核的分數，其中包括總分以及每一個實驗步驟的分數。虛擬實驗考核平臺側重于過程性評價，比較重視實驗過程中的人機交互，能夠對學生的全部實驗步驟進行監測，通過綜合分析給出考核的結果[8]。同時，系統后臺統計出的結果，有助于幫助教師了解學生的實際學習情況，并且能夠從中反映出學生實驗過程的重難點部分，從而更好地把控醫學檢驗實驗教學。

5? 結語

醫學檢驗技術專業實驗教學受到多方面因素的限制，導致學生的實操能力較弱，而虛擬仿真教學的應用能夠打破時間、空間限制，在醫學檢驗技術實驗教學中發揮著重要的作用，通過合理應用虛擬仿真教學，實現資源的充分利用，提升學生的實踐水平。

參考文獻

[1]??? 裴育苗，李瑞鑫，常熒，等.VR在醫學教學中的模擬應用[J].山西電子技術，2020（6）：17-19.

[2]??? 陳安林，朱杰華，向加林，等.淺談虛擬現實技術在檢驗醫學教學中的應用[J].科教文匯，2019（4）：99-101.

[3]??? 余琳，劉忠民，林勇平，等.自動化儀器虛擬仿真項目在醫學檢驗實驗教學中的應用探索[J].中國醫學教育技術，2021，35（1）：109-112.

[4]??? 萬莉，張紅，吳民瀘，等.醫學檢驗技術專業虛擬仿真實驗室的建設與思考[J].國際檢驗醫學雜志，2020，41（7）：889-891.

[5]??? 林滿華，蔡靜怡，謝朝陽，等.醫學檢驗技術虛擬仿真實驗教學中心可持續發展探索[J].現代醫藥衛生，2019，35（18）：2909-2911.

[6]??? 馬潔，朱偉，喬正，等.醫學檢驗技術專業虛擬仿真實驗教學平臺的建設及探索[J].教育觀察，2017，6（23）：64-65.

[7]??? 何超翔，王金丹，樓哲豐，等.醫學檢驗技術虛擬仿真平臺的建設與探索[J].中國高等醫學教育，2019（4）：33-34.

[8]??? 李旭霞，孟慶瑜，隋文.醫學檢驗虛擬仿真實驗教學平臺建設模式探索[J].科教導刊，2018（20）：57-58.